機(jī)械旋挖成孔灌注樁施工工藝

機(jī)械旋挖成孔灌注樁施工工藝旋挖成孔是一種具有低噪音、低振動(dòng)、扭矩大、成孔速度快、自帶動(dòng)力、無(wú)泥漿循環(huán)等特點(diǎn)的施工方法，適用于對(duì)噪音、振動(dòng)、泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地施工。除基巖、漂石等地層外，一般地層均可用旋挖方法成孔，成孔直徑一般為600～3000mm，一般最大孔深達(dá)76m。旋挖成孔多用于大型建（構(gòu)）筑物（如大型立交橋、工業(yè)與民用建筑）基礎(chǔ)樁、抗浮樁及用于基坑支護(hù)的護(hù)坡樁等。在旋挖成孔施工中，預(yù)攪拌混凝土的坍落度一般要求為180～200mm，和易性及標(biāo)號(hào)符合設(shè)計(jì)要求，常用標(biāo)號(hào)為C20～C40。鋼筋品種和規(guī)格均符合設(shè)計(jì)要求，并有出廠合格證及復(fù)試合格報(bào)告。墊塊可以用1：3水泥砂漿埋22#火燒絲提前預(yù)制或用水泥砂漿做成輕式預(yù)制塊或采用塑料卡。火燒絲規(guī)格為18～22#，蓋板則用于蓋孔使用。鉆機(jī)耗材需要使用液壓油、齒輪油、潤(rùn)滑油、柴油、鋼絲繩、斗齒、齒座、銷墊等符合要求的材料，泥漿制備材料也需要使用膨潤(rùn)土、純堿、外加劑等符合要求的材料。在旋挖成孔施工中，一般采用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)旋挖鉆機(jī)及與之相配套的各類鉆頭、泥漿泵、泥漿管、導(dǎo)管、電焊機(jī)、測(cè)繩等。目前國(guó)內(nèi)常用旋挖鉆機(jī)主要有意大利R-208、R-312、R-412、R-516、R-618、R-622、R-725、R-825、R-930，德國(guó)BG-15、BG-18、BG-22、BG-25及日本的旋挖鉆機(jī)。旋挖鉆機(jī)常用鉆桿有傳動(dòng)鍵伸縮式圓鉆桿和伸縮式方鉆桿，傳動(dòng)鍵伸縮式圓鉆桿雙分為機(jī)鎖式、摩阻式和多鎖式。旋挖鉆機(jī)常用鉆斗有：底開(kāi)式鉆斗、半合式鉆斗、銷定式鉆斗，其中底開(kāi)式最為常見(jiàn)，分為普通單蓋和撈砂雙層底式。4斗齒：常用的斗齒分為楔形和彎角齒套兩種，切削角度在35o～55o之間。小切削角度適用于軟土層鉆進(jìn)，而彎角齒套的切削角度為60o～70o，適用于硬土層鉆進(jìn)。5導(dǎo)管：鋼導(dǎo)管應(yīng)該采用厚壁絲扣連接，規(guī)格有200、250、300、350等，并且密封性良好。6測(cè)繩：測(cè)繩要求標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)牢固，繩體伸縮性低。四、作業(yè)條件（一）熟悉工程圖紙和工程地質(zhì)資料，踏勘施工現(xiàn)場(chǎng)。檢查設(shè)計(jì)圖紙是否符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范，圖紙表示是否明確無(wú)誤，掌握地表、地質(zhì)、水文等勘察資料。場(chǎng)地應(yīng)該平整，地耐力不少于100kPa，施工樁點(diǎn)5m以內(nèi)應(yīng)無(wú)空中障礙。（二）根據(jù)用量選擇合適的管道供水，并選擇合適的配電。（三）鉆頭、鉆桿以及鋼絲繩長(zhǎng)度的選取，應(yīng)根據(jù)地層條件不同選擇不同的鉆頭與鉆桿。一般機(jī)鎖式鉆桿適用于堅(jiān)硬地層，而摩阻式鉆桿適于一般較軟地層。鋼絲繩長(zhǎng)度可以按如下公式確定：鋼絲繩長(zhǎng)度=孔深+機(jī)高+15～20m。（四）消耗材料的物資準(zhǔn)備，包括：鉆機(jī)配套的潤(rùn)滑油、液壓油、柴油、鋼絲繩、斗齒等各種零部件的購(gòu)買或預(yù)訂；工藝要求上需要準(zhǔn)備的膨潤(rùn)土、純堿及各種泥漿外加劑、護(hù)筒、電焊機(jī)、各種管線、電纜線等。（五）現(xiàn)場(chǎng)布置與設(shè)備調(diào)試：設(shè)計(jì)總平面圖，并依據(jù)平面圖進(jìn)行布置，搭建臨時(shí)設(shè)施，砌筑深層次池，泥漿池大小一般為鉆孔體積的1.5～2倍，高約1.5m。對(duì)鉆機(jī)和各種配套設(shè)施進(jìn)行安裝調(diào)試，確保其安全可靠性及完好性。（六）清除障礙物：特別注意空中設(shè)施如高壓輸電線、電纜等。施工前要收集場(chǎng)地作業(yè)面地下的各種設(shè)施，包括電纜、管線、枯井、防空洞、地下管道、古墓、暗溝等，事先標(biāo)識(shí)或拆除處理完畢。五、施工工藝（一）旋挖成樁灌注樁施工工藝流程圖如圖13.5.1所示。（二）鉆機(jī)安裝就位：要求地耐力不小于100kPa，履盤座落的位置應(yīng)平整，坡度不大于3°，避免因場(chǎng)地不平整產(chǎn)生功率損失及傾斜位移，重心高還易引發(fā)安全事故。（三）拴樁：樁位置確定后，用兩根互相垂直的直線相交于樁點(diǎn)，并定出十字控制點(diǎn)，做好標(biāo)識(shí)并妥加保護(hù)。（四）對(duì)準(zhǔn)樁位：首先調(diào)整旋挖鉆機(jī)的桅桿，使之處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，讓鉆斗或螺旋鉆頭對(duì)正樁位。（五）護(hù)筒埋設(shè)：在確定十字控制樁位置后，可以使用鉆機(jī)進(jìn)行開(kāi)孔鉆進(jìn)取土，直到達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)。護(hù)筒應(yīng)該采用10毫米以上厚度的鋼板制作，其直徑應(yīng)該大于孔徑200毫米左右，護(hù)筒的長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)地層情況進(jìn)行合理選擇。護(hù)筒的頂部應(yīng)該高出地面200毫米左右，周圍用粘土填埋并夯實(shí)，護(hù)筒底部應(yīng)該座落在穩(wěn)定的土層上，中心偏差不得大于50毫米。測(cè)量孔深的水準(zhǔn)點(diǎn)，使用水準(zhǔn)儀將高程引至護(hù)筒頂部，并做好記錄。（六）泥漿制作：現(xiàn)場(chǎng)泥漿攪拌機(jī)可以用來(lái)制作泥漿。宜先加水并計(jì)算體積，在攪拌下加入規(guī)定的膨潤(rùn)土，純堿以溶液的方式在攪拌下徐徐加入，攪拌時(shí)間一般不少于3分鐘，必要時(shí)還可加入其他外加劑如增粘降失水劑、重晶石粉增大泥漿比重，鋸末、棉子等防止漏漿。制備泥漿的性能指標(biāo)如下表所示。制備泥漿性能指標(biāo)項(xiàng)目比重粘度固相含量膠體率含砂率PH值（七）旋挖鉆進(jìn)成孔：首先，鉆頭著地，旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始鉆進(jìn)。以鉆具鉆頭自重和加壓油缸的壓力作為鉆進(jìn)壓力，每一回次的鉆進(jìn)量應(yīng)以深度儀表為參考，以說(shuō)明書(shū)鉆速、鉆壓扭矩為指導(dǎo)，進(jìn)尺量適當(dāng)，不多鉆，也不少鉆。鉆多，輔助時(shí)間加長(zhǎng)，鉆少，回次進(jìn)尺小，效率降低。其次，當(dāng)鉆斗內(nèi)裝滿土、砂后，將其提升上來(lái)，注意地下水位變化情況，并灌注泥漿。然后旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，將鉆斗內(nèi)的上卸出，用鏟車及時(shí)運(yùn)走，運(yùn)至不影響施工作業(yè)為止。關(guān)閉鉆斗活門，將鉆機(jī)轉(zhuǎn)回孔口，降落鉆斗，繼續(xù)鉆進(jìn)。為保證孔壁穩(wěn)定，應(yīng)視表土松散層厚度，孔口下入長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)淖o(hù)筒，并保持泥漿液面高度，隨泥漿損耗及孔深增加，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，以維持孔內(nèi)壓力平衡。當(dāng)鉆遇軟層，特別是粘性土層，應(yīng)選用較長(zhǎng)斗齒及齒間距較大的鉆斗以免糊鉆。提鉆后應(yīng)經(jīng)常檢查底部切削齒，及時(shí)清理齒間粘泥，更換已磨鈍的斗齒。鉆遇硬土層時(shí)，如發(fā)現(xiàn)每回次鉆進(jìn)深度太小、鉆斗內(nèi)碎渣量太少，可換一個(gè)較小直徑鉆斗，先鉆一小孔，然后再用直徑適宜鉆斗擴(kuò)孔。7.為了加固孔壁并方便取出砂卵礫石，可以在鉆孔前向孔內(nèi)投入適量粘土球。同時(shí)，使用雙層底板撈砂鉆斗可以防止砂卵礫石從底部漏掉。8.鉆斗提升過(guò)快會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致孔壁坍塌。因此，在鉆斗接近孔底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)減緩提升速度。根據(jù)下表推薦值，鉆斗的提升速度應(yīng)該控制在合適的范圍內(nèi)。鉆斗升降速度推薦值：樁徑（mm）700裝滿渣土：鉆斗提升（m/s）0.973，空鉆斗升降（m/s）1.210樁徑（mm）1300裝滿渣土：鉆斗提升（m/s）0.628，空鉆斗升降（m/s）0.8309.在鉆進(jìn)樁端持力層時(shí)，鉆斗的提升速度過(guò)快可能會(huì)導(dǎo)致持力層松弛。因此，在接近孔底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意減緩鉆斗的提升速度。（八）清孔：由于旋挖鉆用泥漿不循環(huán)，因此需要清除孔底沉渣。一般使用雙層底撈砂鉆斗，回轉(zhuǎn)鉆斗使沉渣盡可能地進(jìn)入斗內(nèi)，反轉(zhuǎn)，封閉斗門即可清除孔底沉渣。（九）鋼筋籠制作：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求制作鋼筋籠。長(zhǎng)度不超過(guò)29m時(shí)，可以在地表一次成型。長(zhǎng)度超過(guò)29m時(shí)，宜在孔口焊接。（十）下鋼筋籠：鋼筋籠場(chǎng)內(nèi)移運(yùn)可用人工抬運(yùn)或用平車加托架移運(yùn)。鋼筋籠起吊要采用雙點(diǎn)起吊，大型鋼筋籠需要用兩個(gè)吊車同時(shí)多點(diǎn)起吊。鋼筋籠下放時(shí)，要對(duì)正孔位，徐徐下入，不準(zhǔn)強(qiáng)行壓入，以防變形。（十一）下導(dǎo)管：導(dǎo)管連接要密封、順直，導(dǎo)管下口離孔底約30cm即可。導(dǎo)管平臺(tái)應(yīng)平整，夾板牢固可靠。（十二）澆注混凝土：1.鋼筋籠、導(dǎo)管下放完畢后，進(jìn)行隱蔽檢查，必要時(shí)進(jìn)行二次清孔。驗(yàn)收合格后，立即澆注混凝土。2.使用預(yù)拌混凝土?xí)r，應(yīng)具備設(shè)計(jì)的標(biāo)號(hào)，良好的和易性，坍落度宜為180～220mm。3.初灌量應(yīng)保證導(dǎo)管下端埋入混凝土面下不少于0.8m。4.隔水塞應(yīng)具有良好的隔水性能，并能順利排出。5.導(dǎo)管埋深應(yīng)保證在2～6m之間，隨著混凝土面上升，隨時(shí)提升導(dǎo)管。6.當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下端時(shí)，為防止鋼筋籠上浮，應(yīng)在孔口固定鋼筋籠上端。灌注時(shí)間盡量縮短，防止混凝土進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變差。當(dāng)孔內(nèi)混凝土面進(jìn)入鋼筋籠1～2m時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管埋深，增大鋼筋籠在下層混凝土中的埋置深度。7.在灌注結(jié)束時(shí)，需要控制樁頂標(biāo)高，混凝土面應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高300～500mm，以確保樁頭質(zhì)量。（十三）冬雨季施工。1.在雨季施工時(shí)，需要確保露天使用的電氣設(shè)備、閘箱的防雨措施可靠，放置較高位置，電焊機(jī)等導(dǎo)電設(shè)備應(yīng)加護(hù)雨罩。同時(shí)，電氣設(shè)備的接地保護(hù)要牢靠，漏電保護(hù)裝置靈敏，操作人員應(yīng)使用絕緣工具。旋挖鉆機(jī)在雨季施工時(shí)應(yīng)有防雷接地，并定期檢查。在旋挖鉆機(jī)行走時(shí)，務(wù)必避開(kāi)塌陷地段，檢查有無(wú)地基塌陷情況。2.在冬季施工時(shí)，需要確保鉆機(jī)上、下拖板時(shí)有防滑措施，避免側(cè)滑引起安全事故。在設(shè)備保養(yǎng)過(guò)程中，需要衣著靈便，高空作業(yè)時(shí)系好安全帶。水管泥漿管不用時(shí)，應(yīng)清理干凈，整好存放，防止凍冰。需要注意觀察護(hù)筒周圍土層情況，防止因泥漿浸泡而化凍，發(fā)生坍孔事故。施工現(xiàn)場(chǎng)辦公區(qū)、生活區(qū)所用取暖裝置均應(yīng)安全、可靠。六、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.在施工前，需要對(duì)水泥、砂、石子（如現(xiàn)場(chǎng)攪拌）、鋼材等原材料進(jìn)行檢查，對(duì)施工組織設(shè)計(jì)中制定的施工順序、監(jiān)測(cè)手段（包括儀器、方法）也應(yīng)進(jìn)行檢查。2.在施工中，需要對(duì)成孔、清渣、放置鋼筋籠、灌注混凝土等進(jìn)行全過(guò)程檢查，嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報(bào)告。3.在施工結(jié)束后，需要檢查混凝土強(qiáng)度，并應(yīng)做樁體質(zhì)量及承載力的檢驗(yàn)。4.混凝土灌注樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1、2的規(guī)定。表1混凝土灌注樁鋼筋籠質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（mm）序號(hào)檢查項(xiàng)目主控項(xiàng)一般項(xiàng)目允許偏差或允許值設(shè)計(jì)要求檢驗(yàn)方法1主筋間距±10±20用鋼尺量2長(zhǎng)度±100±10用鋼尺量3鋼筋材質(zhì)檢驗(yàn)-抽樣送檢4箍筋間距±20±10用鋼尺量5直徑-用鋼尺量表2混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢查項(xiàng)目單位數(shù)量允許偏差或允許值設(shè)計(jì)要求檢驗(yàn)方法1樁位見(jiàn)GB50202－2002表5.1.4按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范2孔深mm＋300見(jiàn)GB50202－2002表5.1.4按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范3樁體質(zhì)量檢驗(yàn)-按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范4混凝土強(qiáng)度試件報(bào)告或鉆芯取樣送檢按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范5承載力-按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范6垂直度-測(cè)套管或鉆桿，或用超聲波探測(cè)，干施工時(shí)吊垂球7樁徑-見(jiàn)GB50202－2002表5.1.4按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范在灌注結(jié)束時(shí)，需要控制樁頂標(biāo)高，混凝土面應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高300～500mm，以確保樁頭質(zhì)量。在冬雨季施工中，需要注意設(shè)備防護(hù)和操作人員的安全。在施工前、施工中和施工結(jié)束后都需要進(jìn)行檢查和質(zhì)量檢驗(yàn)。混凝土灌注樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表1、2的規(guī)定。旋挖成孔灌注樁施工是現(xiàn)代建筑工程中常用的一種技術(shù)。在該技術(shù)中，需要注意一些關(guān)鍵點(diǎn)，以確保施工質(zhì)量和安全性。一、樁身質(zhì)量檢測(cè)在旋挖成孔灌注樁施工過(guò)程中，需要對(duì)樁身進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。這可以通過(guò)井徑儀或超聲波檢測(cè)等方法進(jìn)行。同時(shí)，在施工時(shí)，需要使用鋼尺進(jìn)行測(cè)量，并在清孔后，在距離孔底500mm處取樣。對(duì)于泥漿比重，一般在1.15～1.210之間。而泥漿面標(biāo)高需要考慮沉渣厚度、鋼筋籠安裝深度、混凝土充盈系數(shù)和樁頂標(biāo)高等因素。二、灌注量檢查灌注量檢查是旋挖成孔灌注樁施工中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。需要檢查每根樁的實(shí)際灌注量，并使用沉渣儀或重錘進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)，在檢查時(shí)需要注意一些細(xì)節(jié)，如扣除樁頂浮漿層及劣質(zhì)樁體等。三、成品保護(hù)在施工完成后，需要對(duì)成品進(jìn)行保護(hù)。這包括成孔的保護(hù)、鋼筋籠的保護(hù)和成樁的保護(hù)。對(duì)于成孔的保護(hù)，若灌注不及時(shí)，應(yīng)將孔內(nèi)注滿優(yōu)質(zhì)泥漿，并用蓋板蓋好孔口，防止行人及雜物掉入孔內(nèi)。對(duì)于鋼筋籠的保護(hù)，雨天應(yīng)覆蓋防止雨淋，地面應(yīng)平整，防止鋼筋籠變形。而對(duì)于成樁的保護(hù)，需要對(duì)樁頭進(jìn)行保護(hù)，并在冬季時(shí)采取防凍措施。四、注意事項(xiàng)在旋挖成孔灌注樁施工過(guò)程中，需要注意一些事項(xiàng)，以確保施工安全。其中，主機(jī)傾覆、主繩斷裂、坍孔和埋鉆等事故是常見(jiàn)的問(wèn)題。為了預(yù)防這些事故的發(fā)生，需要采取相應(yīng)的預(yù)防措施。例如，在移機(jī)時(shí)需要摸清地形，嚴(yán)禁盲目起車行走；在起吊重物時(shí)，需要在起吊允許范圍內(nèi)，并確保重物位于鉆機(jī)正前方。此外，還需要經(jīng)常檢查主繩磨損情況，以確保操作平穩(wěn)可靠。對(duì)于坍孔和埋鉆等事故，需要選擇與地層相適應(yīng)的泥漿穩(wěn)定液護(hù)壁鉆進(jìn)，并采取相應(yīng)的處理措施。5孔斜是由于